基于农林院校环工专业的环境生物技术课程教学改革思考

张峦 胡碧蓝 蔡佩英

摘要：本文结合环境工程专业的特点和学生的背景知识，介绍目前农林院校的环境工程专业所开设的环境生物技术课程的教学现状，提出了课程教学内容和结构的优化方案。通过对教学内容，教学方法和教学手段等方面对该门课程进行了教学改革初探，以达到提高教学质量的目标。

关键词：環境生物技术；教学方法；教学内容；课程教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）16-0222-02

一、引言

环境生物技术（Environmental Biotechnology）是通过利用生物的生理活动，建立污染物高效净化体系，从而实现废弃物资源化的系列人工技术，是生物技术与环境工程技术相结合而形成的一门新兴前沿交叉学科。环境生物技术研究与应用的范畴广泛，涉及到与生物技术结合的各个方面。近年来，随着细胞工程技术、基因工程技术、分子生物技术等的发展，我校针对环境工程专业的学生开设了《环境生物技术》课程，旨在扩展本专业学生的知识面和优化其知识结构，在教学过程中引导学生利用生物学手段去解决环境污染的系列问题，从而培养学生的基本专业素质、思维方法与学科创新能力。

二、环境生物技术的教学现状

环境生物技术这门课程是我校环境工程专业学生在本科期间的限选课程，于本科第四学年的第一学期讲授，总学时数为32。该课程面向环境工程专业的本科学生，向学生讲授生物技术这门学科的基本原理、前沿进展和相关热点问题，使学生对生物技术如何应用于环境污染的防治及监测有全面的了解。因此，在有限的课堂时间内让学生掌握与本专业相结合的生物技术知识，是本课程的基本教学目标和关键。结合本校环境工程专业对人才培养的定位及近几年的实践教学，探讨该门课程在内容、结构和体系的设置，为以后更好地学习专业课和今后工作奠定基础。本文旨在探讨优化课程的内容结构，充实环境生物技术课程内容，培养本科生的创新能力以及其在工程实践中的应用能力。

1.教学内容与其他课程有较多重复且内容分散。通过比较本专业其他课程教学内容发现，本课程涉及的教学内容与多门课程存在重复现象，例如《污染控制微生物学》、《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》和《土壤污染防治》等课程。其中交叉涵盖内容有：废水好氧及厌氧生物处理技术、废水生物脱氮除磷技术、固体废物处理处置生物技术、有机废弃生物处理技术和土壤污染的生物修复技术等。知识概念分散于各个学科当中，并交互形成新的概念，其内容也较为繁杂，并且独立成章，前后并无知识点联系。

2.尚无特别合适的教材。环境生物技术的学科内容涵盖面广，知识点丰富，前沿发展迅速，热点研究层出不穷。目前，环境生物技术的相关教材出版更新快，虽然内容和结构上相互接近，但又因为作者的课题组所关注的研究方向不同而各有所侧重。而对不同学校环境工程专业的学生，可以编制相关教材，使之更有针对性，更有专业特色，利于学生更快接受并得到启发，激发学习的兴趣和实践创新能力。

3.学生缺乏相应的课程基础。环境生物技术这门学科涉及到现代生命科学的系列基础知识，包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程和发酵工程等，如果学生缺乏上述相关知识，教师的课程教学效果可能会受到影响。考虑到我校环境工程专业的学生在已学习污染控制微生物学、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与资源化及土壤污染防治的基础上来学习《环境生物技术》，知识结构尚有待完善。

三、课程教学改革方案初探

1.理论内容设置和结构优化。通过对教学内容进行增删、分解或融合，将教学的内容和结构体系设置更符合教学实际情况。由于微生物学和环境生态学的教学内容中涉及到的微生物学和生态学知识有一定重复，故进行了删减。对于环境工程专业的学生而言，环境生物技术是一门全新的领域，因此，教者需要对学生适当补充讲解酶工程、细胞生物学和基因工程的基础知识以便学生更好掌握学习内容。再者将教学内容模块化，理论部分分为三个模块，一是理论教学部分，重点讲授酶工程、细胞工程、基因工程等方面的基础知识及其在环境污染治理方面的应用，让学生掌握运用现代生命科学技术来进行环境监测，治理污染或在生产过程中减少环境污染的各种生物技术手段。由于学时有限，对于重点难点部分，教师可以综合利用各种新的教学手段，比如，绘制示意图、制作动画、播放视频等，启发学生思考，帮助学生理解，并通过案例教学以提高教学效果；二是回顾讨论部分，由学生回顾在前期学习过程中微生物污染控制工程、大气污染控制工程、水污染控制工程及固体废弃物处理中涉及到生物处理的部分，让学生强化污染控制中的现代环境生物学技术；三是拓宽生物技术在环境领域应用，例如，环境生物修复、生物能源、环境生物材料等，强化学生了解环境生物技术的前沿领域。

2.教学方法与教学手段改进。目前高校中大部分课程教师在台上讲，学生在台下听的授课模式，这种方式往往会造成“教师在上面讲课，学生在下面睡觉”的状态。避免“填鸭式”教学，采用互动讨论式的课堂模式，学生与老师之间互相沟通，教学效果可得到及时反馈，课堂气氛得以活跃，学生积极性大大增加。鼓励学生分组合作结合环境生物技术的不同应用方面，分工协作查找资料、制作PPT和进行上台演讲，其他同学对PPT制作小组同学进行提问并进行评分，以提高学生的参与热情，避免满堂灌。主题由教师指定，不提倡无限制选题，结合前面所提到的三个模块的内容，同时突出本校的科研方向例如重金属污染土壤生物修复、土壤电化学污染修复、水污染控制工程和固体废物资源化等方向。课程结束后，同学表现积极，普遍表示对环境生物技术的知识体系有了一个相对较为清晰的总结和归纳，同时也提高自己的综合素质如查阅资料的能力，制作精美PPT能力和当众讲演的能力。

3.优化考核方案。学生的期末考试分数只能作为教师评估其课程成绩的构成部分，由于课程面向的是大四的学生，学生有一定的来自毕业的压力。课程成绩的评估标准可制定为：课堂考勤占10%，平时旷课超1/3的学生不得参加期末考试；课程作业及课堂表现占40%（要求学生以小组为单位，针对本课程的某一领域，查找最新研究资料并总结，通过PPT展示讲解，老师进行点评和学生互评）；期末考试成绩占50%（包含一些生物技术基础知识的题目，也囊括一些考查学生思考能力的开放性题目）。

四、结语

由于现代生命科学技术与环境科学领域的交叉与发展，两者日趋融合，教师对环境生物技术教学进行改革显得尤为迫切与重要。只有大力提高教学质量，加强生物技术专业知识的传授才有利于学生的学习和深造，有利于教师的教学，有利于学科和学校的发展。环境生物技术作为一门复杂的交叉学科，需不断整合和改革多种教学方法和手段，发挥多媒体教学的优势，及时更新教学内容。通过本次对课程教学内容和结构体系优化的探索，促进了本门课程教学的研讨与发展，激发了环境工程专业学生对该领域的兴趣，且专业素质和技术水平均得以提高，为逐渐推动本专业教学改革的深化，培养高素质创新型人才打下坚实的基础。

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